Le facteur de charge d’une unité de production électrique est le rapport entre :

  • l’énergie qu’elle produit sur une période donnée
  • et l’énergie qu’elle aurait produite durant cette période si elle avait constamment fonctionné à sa puissance nominale.
\( {facteur de charge}=\frac{énergie produite réellement sur une année}{énergie produite sur une année à la puissance nominale} \)

Il fournit une indication importante pour calculer la rentabilité d’une installation électrique.

Le facteur de charge varie d’une unité de production à une autre, notamment en fonction :

  • de la source d’énergie (ex : intermittente ou non) ;
  • du niveau d’utilisation de l’unité de production (ex : arrêt forcé ou production limitée si la demande d’électricité est trop faible ou en cas de maintenance) ;
  • de sa localisation (ex : ensoleillement de la zone pour les panneaux solaires, vitesse du vent pour les éoliennes).

La période de temps généralement considérée pour calculer un facteur de charge de référence est une année. Celui-ci s’exprime généralement en pourcentage.

Lycée Jean Monnet

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  1. Les formes de l’énergie
    1. Énergie cinétique
    2. Énergie potentielle
    3. Énergie électromagnétique :
    4. Énergie interne
    5. Les sources d’énergie
  2. Transferts d’énergie
    1. Conservation de l’énergie
    2. Transfert d’énergie
    3. Transferts thermiques :
      1. Description des types d'échanges
      2. Flux thermique à travers une paroi
      3. Rayonnement température et thermographie
    4. Les conversions et le stockage de l’énergie : (à faire)
  3. Puissance

  1. Des formes d’énergie :
    1. Énergie cinétique : Définir l’énergie cinétique d’un système
    2. Énergie potentielle : Définir l’énergie potentielle de gravité, élastique, électrostatique et de pression d’un système
    3. Énergie électromagnétique :Définir l’énergie électromagnétique
    4. Énergie interne :
      1. Température : Utiliser les échelles principales de températures et les unités correspondantes. Citer et mettre en œuvre expérimentalement des exemples de capteurs de température industriels.
      2. Énergie interne d’un système : Associer qualitativement la température d’un corps à l’agitation interne de ses constituants microscopiques.
      3. Associer l’échauffement d’un système à l’énergie reçue, stockée sous forme d’énergie interne.
      4. Variation d’énergie interne d’un solide ou d’un liquide. Exprimer et calculer la variation d'énergie interne d'un solide ou d'un liquide lors d'une variation de température et d’un changement d’état à pression constante.
  2. Les sources d’énergie
    1. Distinguer les sources d’énergie des formes d’énergie.
    2. Définir et citer les sources d’énergie renouvelables, les sources d’énergie fossile et nucléaire.
    3. Utiliser le facteur de charge pour dimensionner une installation.
    4. Interpréter des données de production d’énergie nationale ou mondiale.
  3. Transferts d’énergie
    1. Conservation de l’énergie :Énoncer le principe de conservation de l’énergie pour un système isolé.
    2. Transfert d’énergie :Savoir que le transfert d’énergie ne peut se faire que sous forme de travail et de chaleur.
    3. Transferts thermiques :
      1. Décrire qualitativement les trois modes de transferts thermiques en citant des exemples.
      2. Utiliser les caractéristiques thermiques des matériaux pour déterminer le flux thermique à travers une paroi.
      3. Expliciter la dépendance entre la puissance rayonnée par un corps et sa température.
      4. Connaître le principe d'une caméra thermique et savoir l'utiliser dans le cadre de son métier.
    4. Les conversions et le stockage de l’énergie :
      1. Identifier les principales conversions d’énergie : électromécanique, photoélectrique, électrochimique, électrothermique.
      2. Schématiser une chaîne énergétique ou une conversion d’énergie en distinguant formes d’énergie, sources d’énergie et convertisseurs.
      3. Savoir qu’une conversion d’énergie ne peut se faire que d’une forme potentielle vers une forme cinétique ou inversement.
      4. Évaluer ou mesurer une quantité d’énergie transférée, convertie ou stockée.
      5. Comparer des ordres de grandeur des énergies stockées dans différents réservoirs d'énergie.
      6. Exploiter le principe de conservation de l’énergie pour réaliser un bilan énergétique pour calculer un rendement ou un COP.
      7. Évaluer l'autonomie d'un système autonome.
  4. Puissance
    1. Énoncer et exploiter la relation entre puissance moyenne, énergie mise en jeu et durée.
    2. Évaluer et citer des ordres de grandeur des puissances mises en jeu dans les secteurs de l’énergie, de l’industrie, du bâtiment, des transports.
    3. Expliquer que la puissance est le produit de deux grandeurs différentes : « effort » et « mouvement ».